该研讨报导了一种具有特别低配位结构的内嵌单金属氮杂富勒烯单分子磁体Dy@C）45 K以下能坚持善于100 s的磁弛豫时间，并根据此提出了无须构建强轴向配体场的单分子磁体规划战略。

　　具有磁双稳态的单分子磁体沉痛在分子水平上存储二进制信息，是完成高密度信息存储和量子信息处理的潜在途径。可是，这种分子标准的磁双稳态对温度很灵敏，只能在低于必定的堵塞温度（TB）时产生。现有的组成战略使用配体在磁性镧系金属离子周围诱导强的轴向配体场，由此产生大的能量势垒以坚持磁化状况并进步堵塞温度。现在报导的具有高堵塞温度（大于30 K）的单分子磁体均以环戊二烯基（茂基）衍生物或其类似物作为配体，且合作物一般为离子形状而不是中性分子，化学安稳性和热安稳性较低，极大阻止了根据单分子磁体分子自旋电子学器材的规划开发及其实践使用。

　　内嵌金属富勒烯具有特别的主客体分子结构，金属离子被彻底阻隔在单个碳笼中，化学安稳性和热安稳性高、可提高、分子和电子结构易于调控，为完成高性能的单分子磁体供给了新的机会。在这项作业中，施祖进教授团队根据碳笼原位氮掺杂调控内嵌金属富勒烯电子结构的研讨思路（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 1123-1130;Nanoscale2020, 12, 11130-11135;J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 21587-21595），组成了具有闭壳层碳笼结构的内嵌单金属富勒烯Dy@C81N，经过防止碳笼上额定自由基与镝离子电子自旋的磁相互效果，在该例空气安稳的单分子磁体上完成了高温磁堵塞，堵塞温度可达45 K，仅次于镧系金属茂基合作物，大幅度提升了内嵌金属富勒烯单分子磁体的堵塞温度纪录。

　　Dy@C81N分子具有共同的低配位结构：镝离子仅有一边与碳笼配位，而另一边没有一点非金属原子。这种特别低配位结构造成了镝离子周围弱的配位场，使得Dy@C81N分子展现出异乎寻常的磁行为：分子的磁能级基态为混合态；低温下的磁滞回线开口较小；高温下的磁弛豫机制并十分见的Orbach进程，因而弛豫时间随温度上升而下降的温度依赖性相对较弱。这些反常现象进一步经过X射线磁圆二色测验、电子顺磁共振波谱表征、量化核算等办法得到了验证。虽然配位场十分弱，研讨标明Dy@C81N单分子磁体高的堵塞温度归因于单金属在这类低配位环境下最低的振荡自由度，这大大削弱了自旋能级与分子振荡的耦合效果，然后有用按捺了磁弛豫现象的产生。该分子因而类似于附着于基底上的镧系金属单原子磁体。

　　这项作业供给了一种无须引进强配位场构筑高性能单分子磁体的新颖办法，提醒了单个镧系金属离子在低配位环境下的别致磁现象。这类内嵌金属富勒烯分子可以终究靠理性规划逐渐优化，而其化学安稳性意味着它有潜力用于分子自旋电子学器材。该作业得到了来自国家自然科学基金委、科技部和欧洲研讨委员会（ERC）等项目的赞助。（来历：科学网）